Оценка вредных физических воздействий

·  Использование оценки риска в сравнительном анализе рисков

Сравнительный анализ рисков позволяет из сопоставления рисков различного происхождения выделить наиболее значимые и, в условиях ограниченности ресурсов, на основе анализа экономических, технических и политических вопросов установить приоритеты в области  охраны окружающей среды и здоровья. САР основывается на методе относительного ранжирования рисков, связанных с  различными экологическими проблемами региона.

Так как невозможно провести оценку риска для всех возможных  вредных факторов и всех возможных  путей поступления их в организм в рамках каждой экологической проблемы региона, для сравнительного анализа  рисков рекомендуется провести следующие  шесть этапов анализа:

1. Выбрать те вредные  и опасные факторы, которые  являются основными (наиболее  представительными) для каждой  экологической проблемы данной  территории.

2. определить типичные  сценарии воздействия для отобранных  факторов.

3. Рассчитать риски для  этих сценариев, используя стандартные  методы и данные о токсичности  веществ и их "доза - ответных" зависимостях.

4. Экстраполировать результаты  для выбранных факторов и сценариев  экспозиции на остальные экологические  проблемы региона.

5. Вычислить показатели  канцерогенных и неканцерогенных рисков, связанных с каждой экологической проблемой.

6. Сопоставить канцерогенные  и неканцерогенные риски.

Для оценки канцерогенного риска существуют общепринятые стандартные  методики, в то время, как методы оценки неканцерогенных рисков, а также способы сопоставления (комбинирования, суммирования) канцерогенных и неканцерогенных рисков разработаны еще недостаточно, что требует дальнейшего накопления научных данных и разработки более совершенных методических приемов.

В региональных проектах сравнительного анализа риска следует оценивать как индивидуальные риски, так и популяционные (для всего населения).

·  Неканцерогенные риски

Для оценки неканцерогенных рисков можно использовать методический подход, предложенный американскими аналитиками для Unfinished Business (Отчет по сравнительному анализу рисков США). Разработанная в этом исследовании 7-балльная шкала оценок тяжести неблагоприятных последствий воздействия вредных экологических факторов (табл.1), может быть использована как основа для ранжирования неканцерогенных рисков.

Другие исследователи  предлагают для оценки неканцерогенных эффектов использовать шкалу, включающую только три категории: катастрофические, тяжелые и неблагоприятные эффекты. Пример такого подхода приведен в таблице 2.

Процедура оценки риска и  анализ ресурсных и временных  ограничений была разделена на этапы.

·  Этап 1. Характеристика промышленных выбросов, выбранных инвестиционных групп (ИГ)

"Северсталь" - одно  из крупнейших предприятий черной  металлургии в Российской Федерации,  масштабы загрязнения окружающей  среды в связи с его деятельностью,  значительны. Получены данные  о 58 наиболее важных загрязнителях,  попадающих в окружающую среду  в результате деятельности комбината  в порядке убывания годового  объема выброса загрязнителя  и данные по планируемому уменьшению  объема выбросов по каждому  из них.

Детальная оценка включает количественную оценку особо значимых химических веществ. Однако список химических веществ оказался чрезмерно большим.

Для выбора наиболее приоритетных веществ использовались следующие  критерии: объем выброса и токсичность  вещества с учетом его предельно  допустимой концентрации (ПДК), применяемой  в России. Токсичность загрязняющего  вещества и кратность превышения его ПДК были критериями для определения  рейтингового номера по каждому из загрязняющих веществ. Кроме того в  список были включены канцерогенные  вещества. Окончательный список включал 17 загрязнителей: аммиак, формальдегид, фенол, циановодород, сероводород, стирол, бенз(а)пирен, нафталин, 2-метилнафталин, циклопентадиен, сероуглерод, сажа, бензол, диоксид серы, тонкодисперсные твердые частицы (ТТЧ), оксид углерода, диоксид азота. После сбора и обработки первоначальной информации была создана электронная база данных по выбросам загрязняющих веществ, включающая данные по всем источникам и загрязнителям.

·  Этап 2. Оценка экспозиции или воздействия загрязнителей (по каждой ИГ) на окружающую среду

На данном этапе задача заключалась в том, чтобы для  каждого загрязнителя воздуха (ЗВ) (газообразного  и пылевидного) рассчитать среднесуточные концентрации в заранее определенных точках города. Для этих целей использовалась дисперсионная модель воздуха - математическая компьютерная программа. Одной из причин использования метода моделирования  вместо данных мониторинга была необходимость  идентифицировать собственно заводские  выбросы. Использование дисперсионной  модели позволяло бы, в этом случае, исследовать концентрации технологических  выбросов комбината в конкретных точках воздействия, тогда как данные мониторинга атмосферного воздуха  отражали бы суммарные концентрации выбросов в атмосферный воздух города от всех источников загрязнения, включая  городские промышленные и транспортные объекты. Данные мониторинга характеризуют  состояние окружающей среды в  период измерения, но не дают представления  о концентрации вредных выбросов в дальнейшем, после внедрения  инвестиционных проектов. По условиям проведения анализа необходимо было определить средние концентрации токсикантов, приводящие к хроническим заболеваниям, прежде всего, к возникновению раковых опухолей и других хронических заболеваний с высокой вероятностью летального исхода. Для этих целей были рассмотрены две компьютерные моделирующие программы.

Модель "Эколог" - сертифицированная  российская моделирующая программа  для расчета дисперсии и приземных  концентраций. С помощью этой модели рассчитываются максимальные концентрации загрязнителей на определенном расстоянии от источника при наихудших погодных условиях и максимальных объемах  выбросов. Однако эта модель не позволяет  рассчитывать среднесуточные концентрации загрязнителей при нормальных метеоусловиях. Тогда как для расчета хронических  рисков, таких как канцерогенные  риски, когда речь идет о тех исходах  для здоровья, которые являются следствием долгосрочных экспозиций к химическим веществам, необходимо подсчитать среднегодовые концентрации в точке воздействия (КВТ). Поэтому была использована альтернативная модель. В США для решения аналогичной задачи используется комплексная (долгосрочная) модель расчета выбросов от промышленных источников (The Industrial Source Complex (Long Term) (ISCLT3)]. Она позволяет оценивать дисперсию загрязняющих веществ в непосредственной близости от промышленного источника и моделирует средние концентрации загрязнителей через длительные промежутки времени после их выброса из источника. Это дает возможность предсказать среднюю годовую концентрацию ЗВ в любой определенной точке воздействия, с использованием данных об эмиссии и местных метеорологических данных. В настоящем исследовании модель ISCLT3 была использована для оценки концентраций ЗВ в приземных слоях воздуха в 99-ти выбранных точках воздействия на территории города.

Постоянно проживающее в  непосредственной близости от источников промышленных выбросов население было выбрано в качестве исследуемой  экспонируемой популяции. В соответствии с целями данного исследования, город  был условно разделен на 99 участков (округов), совпадающих с городскими избирательными участками.

На основании данных о  концентрациях выбросов на разных участках территории города, соотнесенных с  размером и плотностью популяции (детского и взрослого, мужского и женского населения) была создана электронная  карта Череповца.

·  Этап 3. Идентификации опасности и установление "доза-ответных" зависимостей

Целью этого этапа стала  оценка доступных доказательств  того, что загрязняющие вещества оказывают  отрицательное воздействие на население.

Риски для здоровья рассчитывались по стандартной методологии оценки канцерогенного и неканцерогенного риска, с использованием информации "доза-ответ" для основных загрязнителей (РМ10, SO2, NО2, CО, озон, свинец). Для оценки риска, связанного с загрязнением воздуха, применялись показатели токсичности, относящиеся к ингаляционному пути поступления поллютантов. Использовались данные о зависимости "доза-ответ" для стандартных загрязнителей, принятых в США, которые сравнивались с российскими ПДК этих же загрязнителей по классам опасности.

Токсикологическая и другая информация была получена из официальных  российских и международных источников о загрязнителях, содержащихся в  соответствующих выбросах и представлена по каждому показателю в электронном  формате. Кроме того, фиксировалась  информация о каждом загрязнителе, для которого были подсчитаны новые  токсикологические величины.

В результате была получена информация о токсичности каждого  из 17 веществ в каждой из ИГ.

·  Этап 4. Характеристика риска

Характеристика риска  представляет собой финальную стадию процесса оценки риска. На этой стадии результаты оценки экспозиции, опасности  и характеристик "доза-ответ" переводятся  в количественные и качественные показатели риска.

Процедура характеристики риска  по каждому из ЗВ включала обработку  данных о степени токсичности, концентрации, времени экспозиции и сведения о  численности населения, подвергающегося  воздействию конкретного ЗВ. Оценивался риск раковых и нераковых эффектов в каждой из 99 выделенных групп населения.

Глава 2

При анализе безопасности технической системы, характеристики ее надежности не дают исчерпывающей  информации. Необходимо провести анализ возможных последствий отказов  технической системы в смысле ущерба, наносимого оборудованию и  последствий для людей, находящихся  вблизи него. Таким образом, расширение анализа надежности, включение в  него рассмотрения последствий, ожидаемую  частоту их появления, а также  ущерб, вызываемый потерями оборудования и человеческими жертвами, и является оценкой риска. Конечным результатом  изучения степени риска может  быть, например, такое утверждение: “Возможное число человеческих жертв  в течение года в результате отказа равно N человек”.

Таким образом, можно дать следующее определение риска: риск - частота реализации опасностей. Количественная оценка риска - это отношение числа  тех или иных неблагоприятных  последствий к их возможному числу  за определенный период.

Пример. Определить риск гибели человека на производстве за год, если известно, что ежегодно погибает около n =14000 человек, а численность работающих составляет N =140 млн. человек:

С точки зрения общества в целом интересно сравнение  полученной величины со степенью риска  обычных условий человеческой жизни, для того чтобы получить представление  приемлемом уровне риска и иметь  основу для принятия соответствующих  решений.

По данным американских ученых индивидуальный риск гибели по различным  причинам, по отношению ко всему  населению США за год составляет:

Автомобильный транспорт 0,0003

Падение 0,00009

Пожар и ожог 0,00004

Утопление 0,00003

Отравление 0,00002

Огнестрельное оружие и станочное  оборудование 0,00001

Водный, воздушный транспорт 0,000009

Падающие предметы, эл. ток 0,000006

Железная дорога 0,000004

Молния 0,0000005

Ураган, торнадо 0,0000004

Таким образом, полная безопасность не может быть гарантирована никому, независимо от образа жизни.

При уменьшении риска ниже уровня 0,000001в год общественность не выражает чрезмерной озабоченности  и поэтому редко предпринимаются  специальные меры для снижения степени риска (мы не проводим свою жизнь в страхе погибнуть от удара молнии). Основываясь на этой предпосылке, многие специалисты принимают величину 1´ 10-6 как тот уровень, к которому следует стремиться, устанавливая степень риска для технических объектов. Во многих странах эта величина закреплена в законодательном порядке. Пренебрежимо малым считается риск 1х10-8 в год.

Необходимо отметить, что  оценку риска тех или иных событий  можно производить только при  наличии достаточного количества статистических данных. В противном случае данные будут не точны, так как здесь  идет речь о так называемых “редких  явлениях”, к которым классический вероятностный подход не применим. “Так, например, до чернобыльской аварии риск гибели в результате аварии на атомной электростанции оценивался в 2х10-10 в год”.

Анализ риска позволяет  выявить наиболее опасные деятельности человека. По данным американских ученых частота несчастных случаев со смертельным  исходом составляет (по времени суток) (рис.1). Таким образом, должны рассматриваться  все технические и социальные аспекты в их взаимосвязи. При  этом возможно обеспечить приемлемый риск, который сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет собой  некоторый компромисс между уровнем  безопасности и возможностями ее достижения. Упрощенный пример определения  приемлемого риска можно проиллюстрировать  графиком (рис.2)

Затрачивая чрезмерные средства на повышение надежности технических  систем, можно нанести ущерб социальной сфере. Величина приемлемого риска  определяется уровнем развития общества и темпами научно - технического прогресса.

Начальный импульс к созданию численных методов оценки надежности был дан авиационной промышленностью. После первой мировой войны в  связи с увеличением интенсивности  полетов и авиакатастроф были выработаны критерии надежности для  самолетов и требования к уровню безопасности. В частности, проведен сравнительный анализ одномоторных и многомоторных самолетов с  точки зрения успешного завершения полета и выработаны требования по частоте аварий, отнесенных к 1ч. полетного  времени. К 1960г., например, было установлено, что одна катастрофа приходится в  среднем на 1млн. посадок. Таким образом, для автоматических систем посадки  самолетов можно было бы установить требования по уровню риска, не превышающего одной катастрофы на 10 107 посадок.